碳纤维轴类成型
碳纤维复合材料成型工艺概述
模压工艺流程图
模压工艺示意图
二、常用的碳纤维复合材料成型工艺
4、缠绕成型 将连续的纤维丝或布带经过树脂槽浸润之后挤去多余树脂，然后按照预先设计好的排布规律缠绕到芯模
上，缠绕到设计厚度之后，进行固化、脱模成为复合材料制品。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高 比模量以及低密度的特点，可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。
树脂传递模塑成型工艺流程图
树脂传递模塑成型工艺示意图
二、常用的碳纤维复合材料成型工艺
6、拉挤成型 拉挤成型是将浸渍过树脂胶液的碳纤维丝束、带或布等原材料，在牵引力的牵引下，通过挤压模具加热
成型、固化，连续不断地生产截面规格相同、长度不同的碳纤维型材。复合材料拉挤成型工艺是成型工艺中 的一种特殊工艺，其显著特点是可完全实现生产过程的自动化，生产效率高，具备批量化生产的能力。拉挤 成型制品强度高，其制成品横、纵向强度可任意调整，可满足碳纤维复合材料制品的不同力学性要求。此种 成型工艺适合于生产各种截面形状的型材，如工字型、角型、槽型、异型等截面管材以及通过上述截面构成 的组合截面型材等。
喷射成型流程图
喷射成型示意图
二、常用的碳纤维复合材料成型工艺
3、模压成型 将材料置于上下模之间，在液压机的压力和温度作用下使材料充满模具型腔并排出残留的空气，经过一
定时间的高温高压使树脂固化后，脱模即可得到碳纤维制品。模压工艺是应用性很强的一种碳纤维成型工艺， 在工业的承力结构件制造方面有不可取代的地位。模压工艺细分可分为预浸料模压、SMC模压、湿法模压 等。
手糊成型工艺流程图
手糊成型工艺示意图
二、常用的碳纤维复合材料成型工艺
2、喷射成型 利用短切纤维和树脂混合，在喷枪中利用压缩空气将纤维和树脂均匀喷洒在模具表面上，达到所需厚度
碳纤维预制体的成型、浸渍及树脂复合关键技术与产业化
碳纤维预制体的成型、浸渍及树脂复合关键技术与产
业化
随着碳纤维材料在航空、汽车、船舶、建筑等领域中的广泛应用，碳纤维预制体已成为一种常见的制造工艺。
碳纤维预制体制造包括成型、浸渍和树脂复合三个关键环节。
在制造过程中，需要精密的设备和工艺控制，以确保碳纤维预制体的质量。
成型是碳纤维预制体制造的第一步，通常采用自动化生产线或手工操作来完成。
成型过程中需要使用模具将碳纤维布层按照设计要求排列，并进行加热定型。
成型时温度、压力和时间等参数需要精确控制，以确保最终产品的性能。
浸渍是碳纤维预制体制造的第二步，也是关键环节。
浸渍过程中，需要将树脂均匀地浸渍到碳纤维预制体中。
同时，还需要控制浸渍过程中的温度、压力和时间等参数，以确保树脂浸渍充分、均匀，并且可以满足所需性能。
树脂复合是碳纤维预制体制造的最后一步，也是最重要的一步。
树脂复合包括硬化、剪裁及细节加工等过程。
在树脂复合过程中，需要控制硬化温度和时间，以确保树脂能够完全硬化，并且碳纤维预制体能够满足性能要求。
产业化方面，碳纤维预制体的制造需要高度自动化的生产线和技术控制。
同时，还需要建立完善的质量管理体系，确保产品的性能和质量均达到标准。
此外，还
需要建立良好的渠道和销售网络，以推广和应用碳纤维预制体制造技术。
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺与应用
碳纤维缠绕复合材料成型工艺
碳纤维缠绕复合材料的制备过程主要包括纤维铺放、树脂浸润和热处理等环 节。下面分别介绍这些步骤及其对材料性能的影响。
1、纤维铺放：此步骤是碳纤维缠绕复合材料制备的关键环节之一。纤维的 排列方向、密度和厚度等因素都会影响最终产品的性能。铺放过程中需采用专门 的设备和工艺，确保纤维分布的准确性和稳定性。
引言：碳纤维增强环氧树脂复合材料是一种具有优异性能的材料，因其具有 高强度、高韧性、耐腐蚀、轻质等优点而被广泛应用于航空、航天、汽车、体育 器材等领域。随着科技的发展，对于这种复合材料的研究和应用也越来越广泛。 液体成型是一种常见的复合材料制造工艺，具有成本低、效率高等优点，因此， 研究碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型工艺及其性能具有重要意义。
在航天领域，碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于火箭箭体、卫星平台等关 键部位。其轻质、高强度、耐腐蚀等优点使得它在航天领域具有广泛的应用前景。
在汽车领域，碳纤维树脂基复合材料被广泛应用于汽车车身、底盘等部位。 其高强度、耐腐蚀和轻质等优点可以提高汽车的性能和舒适性，同时也可以提高 汽车的安全性。
四、结论
环氧树脂碳纤维复合材料的成型工艺主要包括以下步骤： 1、纤维浸润：将碳纤维或其它纤维浸入环氧树脂中，使其充分浸润。
2、固化：在一定的温度和压力下，环氧树脂发生固化反应，形成固态复合 材料。
3、后处理：对固化后的复合材料进行切割、打磨、钻孔等后处理，以满足 不同应用场景的需求。
3、后处理：对固化后的复合材 料进行切割、打磨、钻孔等后处 理
三、碳纤维树脂基复合材料的应 用研究进展
碳纤维树脂基复合材料在航空、航天、汽车等领域得到了广泛应用。近年来， 随着技术的不断发展，其在这些领域的应用研究也取得了显著的进展。
碳纤维材料成型方法
碳纤维材料成型方法
碳纤维材料的成型方法可以分为以下几种：
1.手工层叠法：即在模具内先放置一层预浸碳纤维布，再依次将预浸碳纤维布一层层放置于上面，并用滚轮或者压力板使碳纤维布充分挤压，使预浸树脂浸透整个碳纤维层数，最后将其压入到合适尺寸的模具中，通过烘干而完成成型。
手工层叠法适用于小批量、连续的生产方式。
2.预制件法：即将预制好的碳纤维制品放入模具中加以加热，将碳纤维制品软化后再压成形。
此种方法生产周期较长，但可以大幅度降低碳纤维材料的制造成本。
3.喷涂法：在模具中先涂抹一定的分离剂，然后利用机械设备将加热等温的碳纤维和树脂混合物喷涂在分离剂上形成预制件，最后经过热固定得到成品。
4.自动化成型法：面向高产量和工艺自动化的需求，采用自动化成型技术，如快速成型技术，机器缠绕技术，单轮轻微拉伸制品技术等。
碳纤维复合材料的成型工艺
碳纤维复合材料的成型工艺一、碳纤维复合材料概述碳纤维复合材料是一种由碳纤维增强体和树脂基体组成的新型高性能材料。
它以其轻质、高强度、高刚度、耐疲劳、耐腐蚀等优异性能，在航空航天、汽车制造、体育器材、建筑结构等领域得到了广泛的应用。
本文将探讨碳纤维复合材料的成型工艺，分析其重要性、挑战以及实现途径。
1.1 碳纤维复合材料的特点碳纤维复合材料的特点主要包括以下几个方面：- 轻质高强：碳纤维具有很高的比强度和比模量，使得复合材料在保持轻质的同时，具有很高的承载能力。
- 高刚度：碳纤维复合材料的刚度远高于传统材料，可以提供更好的结构稳定性。
- 耐疲劳：碳纤维复合材料具有优异的耐疲劳性能，适用于承受反复循环载荷的应用。
- 耐腐蚀：碳纤维复合材料对多种腐蚀性介质具有很好的抵抗力，适用于恶劣环境。
1.2 碳纤维复合材料的应用领域碳纤维复合材料的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 航空航天：用于飞机结构、发动机部件等，以减轻重量、提高性能。
- 汽车制造：用于车身、底盘等部件，以提高燃油效率和车辆性能。
- 体育器材：用于自行车、网球拍、高尔夫球杆等，以提供更好的运动性能。
- 建筑结构：用于桥梁、高层建筑等，以提高结构的承载能力和耐久性。
二、碳纤维复合材料的成型工艺碳纤维复合材料的成型工艺是实现其优异性能的关键环节。
不同的成型工艺会影响材料的性能和应用范围。
2.1 预浸料成型工艺预浸料成型工艺是一种常用的碳纤维复合材料成型方法。
该工艺首先将碳纤维与树脂基体预先混合，形成预浸料，然后在模具上铺设预浸料，通过热压或真空袋压等方法固化成型。
预浸料成型工艺具有成型效率高、产品质量好等优点。
2.2 树脂传递模塑成型工艺树脂传递模塑（RTM）成型工艺是一种先进的复合材料成型技术。
该工艺通过将树脂注入闭合模具中，使树脂在模具内流动并浸润碳纤维，最终固化成型。
RTM工艺可以实现复杂形状的制品成型，且具有较低的生产成本。
史上最全的12种碳纤维成型工艺
史上最全的12种碳纤维成型工艺碳纤维复合材料从预浸料到最终部件，需要利用成型工艺来进行加工。
随着碳纤维技术的发展，碳纤维复合材料成型工艺也在不断进步，但是碳纤维复合材料的各种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在，往往是多种工艺并存，实现不同条件、不同情况下的最好效应。
下面列举了现阶段最常用的12种碳纤维复合材料成型工艺，看看你都知道哪几种吧。
喷射成型工艺属于手糊工艺低压成型中的一类，使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后，压缩空气喷洒在模具上，达到预定厚度后，再手工用橡胶锟按压，然后固化成型。
为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺，在工作效率方面有一定程度的提高，但依然满足不了大批量生产，用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。
缠绕成型将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上，然后固化、脱模成为复合材料制品的工艺。
碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量以及低密度的特点，制品结构单一，可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。
液态成型将液态单体合成为高分子聚合物，再从聚合物固化反应为复合材料的过程改为直接在模具中同时一次完成，既减少了工艺过程中的能量消耗，又缩短了模塑周期（只需约2分钟便可完成一件制品）。
但这种工艺的应用，必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础，属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴，目前的应用还不是很广。
液态成型主要包括：RTM成型工艺、RFI成型、VARI成型。
树脂膜渗透(RFI)成型工艺的主要优点是模具比RTM工艺模具简单，树脂沿厚度方向流动，更容易浸润纤维，没有预浸料，成本较低。
但所得制品尺寸精度和表面质量不如RTM工艺，空隙含量较高，效率也稍微低一些，适合生产大平面或简单曲面的零件。
真空辅助成型工艺(VARI)的优点是原材料利用率高，制件修整加工量少，不需要预浸料，成本较低，适用于常温或温度不高的大型壁板结构件生产。
碳纤维 生产过程
碳纤维 生产过程
碳纤维的生产过程主要包括以下几个步骤：
1. 原料准备：通常使用聚丙烯腈 PAN）作为碳纤维的前驱体。
将聚丙烯腈与溶剂混合，形成纺丝原液。
2. 纺丝：将纺丝原液通过喷丝头挤出，形成细丝。
这些细丝经过凝固浴固化，形成聚丙烯腈纤维。
3. 预氧化：将聚丙烯腈纤维在空气中进行预氧化处理，使其部分环化和氧化，提高其热稳定性。
4. 碳化：将预氧化后的纤维在惰性气氛中进行碳化处理，通常在高温下进行。
这个过程中，纤维中的非碳元素 如氢、氮等）被移除，形成碳纤维。
5. 表面处理：对碳纤维进行表面处理，以改善其与树脂的结合性能。
这可以通过涂覆表面活性剂或进行化学处理来实现。
6. 上浆：给碳纤维表面涂上一层保护浆料，以提高其耐磨性和抗拉强度。
7. 卷绕：将处理后的碳纤维卷绕成卷轴，以便储存和运输。
以上是碳纤维生产的一般过程，不同的生产工艺和设备可能会有所不同。
碳纤维的性能和质量取决于原材料、生产工艺和后续处理等因素。
碳纤维零件加工方法
碳纤维零件加工方法
碳纤维零件加工方法可以分为以下几种：
1. 碳纤维复合材料板材加工：首先根据零件的图纸和要求，将碳纤维布料铺放在模具上，然后使用树脂进行浸润，再经过压力和温度的控制，进行成型。
成型后的板材可以通过CNC加工或其他方式进行切割、钻孔等步骤，最后进行表面处理和装配。
2.碳纤维复合材料拉伸成型：将碳纤维布料按照零件的形状和尺寸包裹在模具中，然后通过拉伸和加热的方式使碳纤维布料紧密贴合，形成零件的形状。
成型后的零件可以进一步进行修整、切割和加工。
3. 碳纤维复合材料3D打印：采用3D打印技术，通过逐层堆积的方式，将碳纤维纤维和树脂材料进行热固化，形成具有复杂形状的零件。
这种方法可以实现形状自由度高，生产效率较高，但设备投资较大。
4. 碳纤维纤维织物加工：将碳纤维纤维按照一定的方式进行编织，然后将编织后的纤维制成所需形状的零件。
这种方法适用于一些平面形状的零件，制程相对简单。
这些是常见的碳纤维零件加工方法，具体的选择取决于零件的形状、尺寸和要求。
碳纤维成型 表面褶皱 形成的原因
碳纤维成型表面褶皱形成的原因碳纤维成型过程中出现表面褶皱的形成原因可以从多个方面进行分析。
以下将从材料特性、成型工艺以及设计因素等几个方面进行详细介绍。
1.材料特性：碳纤维是一种具有极高强度和刚度的复合材料，但同时，由于其成形工艺的局限性和脆性特点，容易产生褶皱。
碳纤维在成型过程中容易出现纤维捻曲、纤维破裂等问题，导致表面出现褶皱。
此外，碳纤维在成型过程中很容易受到外力的影响，例如切割、削弱或撕裂等，都可能造成表面褶皱。
2.成型工艺：碳纤维常见的成型工艺包括预浸料、树脂浸渍、热压、显模和充模等。
这些工艺对碳纤维的成型质量有着直接的影响。
在成型过程中，温度、压力和时间等因素会对碳纤维的成型效果产生重要影响。
如果这些因素不能得到合理控制，就会导致表面褶皱的产生。
例如，温度过高或压力过大，会导致材料的流动性增加，使得材料在成型过程中过度膨胀，从而导致褶皱的产生。
3.设计因素：碳纤维制品的设计也是表面褶皱产生的重要原因。
设计中的壁厚、角度、曲率等因素会直接影响到碳纤维制品的成型效果。
如果设计不合理，例如壁厚过薄、曲率过大、角度过陡等，都会导致碳纤维在成型过程中无法均匀收缩，产生褶皱。
此外，如果模具设计不合理或表面粗糙度不够，也会造成碳纤维在成型过程中不平整，从而产生褶皱。
为了避免碳纤维成型过程中出现表面褶皱，可以采取以下措施：1.选择合适的成型工艺：根据具体的碳纤维制品要求，选择合适的成型工艺，例如预浸料或树脂浸渍等。
同时，对成型工艺的参数进行合理的调整和控制，确保温度、压力和时间等因素在合理范围内。
2.合理设计：在设计碳纤维制品时，需要充分考虑材料的性质和成型过程的特点，合理选择壁厚、角度、曲率等参数，避免过薄或过大的设计。
此外，模具的设计也需要充分考虑，确保表面粗糙度适当，以便碳纤维在成型过程中能够均匀流动。
3.控制成型过程中的外力：在成型过程中，需要避免碳纤维受到过大的外力影响，例如切割或撕裂等。
碳纤维开模成型方法
碳纤维开模成型方法碳纤维作为高强度、高模量、轻质化的优秀材料，被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、体育器材、建筑等领域。
碳纤维制品的加工制造中，开模成型是一种常见的加工方法。
本文将介绍碳纤维开模成型方法的主要步骤及其优势。
碳纤维开模成型方法主要包括模具设计、模具制造、预成型、定型和后续处理等五个步骤。
1. 模具设计：碳纤维开模成型的成功与否，关键在于模具的精确设计与制造。
模具设计需要根据产品的形状、尺寸、壁厚等参数综合考虑，采用CAD、CAM等软件，绘制出相应的2D、3D图纸，以确保开模成型的精度和均匀性。
2. 模具制造：根据设计完成的图纸，制造出具有预定几何形状和精度的模具，常用的材料为复合材料、金属等。
同时，为了提高模具的耐用性和使用寿命，可以采用包括电解抛光、喷涂等技术进行表面修饰。
3. 预成型：预成型是将预浸料制成与预定形状相符的无纺布和纤维裁片，由此形成制品的工艺过程。
预成型的主要目的是保证碳纤维材料的均匀性和纤维方向的一致性，以减少在后续成型过程中的失真现象。
4. 定型：定型是通过模具将预成型的纤维增强材料放入炉内进行加热，使其高度可塑，同时预设定好的模具将这些材料塑造成预定的模板形状。
主要通过在模具的内部进行良好的压实和热固化来完成定型工艺过程。
5. 后续处理：后续处理包括裁剪、修边、钻孔、打孔、装配、表面处理等工艺，以得到所需的终成品。
1. 制造精度高：碳纤维开模成型制品表面光滑、壁厚均匀，几何尺寸稳定，可控制性好，具有高品质的外观和机械性能。
2. 成型速度快：与其他成型方法相比，碳纤维开模成型方法制造成品速度快，同时可大量生产符合体积加价的制品。
3. 易于设计：碳纤维开模成型方法易于通过CAD或CAM软件进行设计和制造，所以可以生产出新的、高质量的碳纤维制品。
总之，碳纤维开模成型制造加工具有高精度、高效率、高质量、低成本等特点，被广泛应用于制造轻量化、高性能的产品，对于提升企业产品竞争力具有重要作用。
碳纤维成型工艺
1、模压法。
这种方法是将早已预浸树脂的的碳纤维材料放入金属模具中，加压后使多余的胶液溢出来，然后高温固化成型，脱膜后成品就出来了，这种方法最适合用来制作汽车零件。
1. 2
2、手糊压层法。
将浸过胶后的碳纤维片剪形叠层，或是以便铺层一边刷上树脂，再热压成型。
这个方法可以随便选择纤维的方向、大小和厚度，被广泛使用。
注意的是铺层后的形状要小于模具的形状，这样纤维在模具内受压时就不会挠曲。
2. 3
3、真空袋热压法。
在模具山叠层，并覆上耐热薄膜，利用柔软的口袋向叠层施加压力，并在热压灌中固化。
3. 4
4、缠绕成型法。
将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上，特别适用于制作圆柱体和空心器皿。
4. 5
5、挤拉成型法。
先将碳纤维完全浸润，通过挤拉除去树脂和空气，然后在炉子里固化成型。
这种方法简单，适用于制备棒状、管状零件。
碳纤维制品工艺流程
碳纤维制品工艺流程
《碳纤维制品工艺流程》
碳纤维制品是一种轻质、高强度的材料，广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
其制作工艺流程十分复杂，下面我们就来简单介绍一下碳纤维制品的工艺流程。
首先，制作碳纤维制品的第一步是原材料的准备。
碳纤维是以聚丙烯等有机纤维为前驱体，通过高温裂解、气相沉积等工艺制成的一种特殊纤维材料。
在原材料准备阶段，需要选择合适的聚合纤维作为前驱体，并对其进行处理，去除杂质、增强纤维的纯度和强度。
接下来是纤维成型工艺。
在这一步中，需要按照产品的要求进行纤维的编织、缠绕或层叠，形成所需的结构。
这一步工艺的关键在于保证纤维的定向排布和密实程度，以确保产品具有较好的机械性能。
然后是预处理工艺。
碳纤维材料在使用前需要经过一定的预处理工艺，包括表面处理、树脂渗透等环节，以增强纤维与树脂的粘合力，提高产品的耐磨性和耐热性。
最后是固化成型工艺。
这一步是将预处理过的纤维与树脂进行固化成型，以形成最终的产品。
具体的固化成型工艺包括模具成型、真空吸附、热压等环节，通过将树脂与纤维在一定时间内进行加热固化，形成具有一定形状和性能的碳纤维制品。
综上所述，碳纤维制品的制作工艺流程包括原材料准备、纤维成型、预处理和固化成型四个步骤。
通过精心设计和控制每一个工艺环节，可以制作出具有高强度、轻质、耐磨等优良性能的碳纤维制品。
碳纤维产品成型工艺
碳纤维产品的成型工艺包括以下几个步骤
1.预浸料制备：这是制作碳纤维制品的关键步骤之一，影响着制品的性能和质量。
2.成型工艺：将预浸料放入模具中，进行成型。
常见的成型工艺包括手工层叠法、压塑法和自动化纺织成型法。
手工层叠法适用于小批量生产和复杂形状的制品，但生产效率较低。
压塑法采用模压成型，可以生产大尺寸、厚度均匀的板材和壳体等制品。
自动化纺织成型法采用机器纺织的方式，可以生产连续性的复杂形状的制品。
3.固化工艺：成型后的碳纤维制品需要经过固化工艺，以使预浸料中的树脂能够充分固化。
固化可以采用热固化、辐射固化等方式。
热固化需要将成型后的制品放入高温烤箱中进行加热，使树脂固化。
辐射固化则是通过紫外线或电子束等方式使树脂固化。
在固化过程中需要控制温度和时间，确保树脂能够充分固化，使制品具有良好的力学性能和稳定性。
以上只是碳纤维产品成型的基本工艺，实际生产过程可能会根据产品需求和材料特性有所调整。
碳纤维成型工艺流程
1.设计和制作模具：首先需要设计并制作出具有所需形状和尺寸的模具。模具可以采用金属、陶瓷或复合材料等材料制作。
2.准备碳纤维：将碳纤维切割成所需长度，并进行预处理，如所需形状。在层压过程中，可以使用压缩机或真空袋等工具来确保每一层的紧密贴合。
以上是碳纤维成型的基本工艺流程，具体的操作步骤和参数设置会根据不同的材料、形状和应用需求进行调整和优化。
4.固化：将堆叠好的碳纤维在高温和高压下进行固化。这一步通常需要采用自动化的热处理设备，确保温度和压力的精准控制。
5.取出成品：等待固化完成后，将成品从模具中取出，并进行必要的后续处理，如去除毛刺、修整尺寸等。
6.检验和测试：对成品进行检验和测试，确保其符合设计要求和产品标准。
7.后续处理：根据不同的应用需求，可以对成品进行表面涂覆、加固、装配等后续处理，以提高其性能和寿命。
碳纤维工件芯轴气袋一体化成型工艺[发明专利]
![碳纤维工件芯轴气袋一体化成型工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b9a75f6fec3a87c24128c491.png)
专利名称：碳纤维工件芯轴气袋一体化成型工艺专利类型：发明专利
发明人：陈锦松
申请号：CN201711386448.1
申请日：20171220
公开号：CN108127938A
公开日：
20180608
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及碳纤维成型技术领域，具体公开一种碳纤维工件芯轴气袋一体化成型工艺，包括以下步骤：提供中空的芯轴；将碳纤维贴覆在所述芯轴的外侧；将贴覆有碳纤维的芯轴放入工件模具的模腔中，然后往芯轴中吹气，使碳纤维成型；取出芯轴。
本发明提供一种碳纤维工件芯轴气袋一体化成型工艺，通过设置具有一定热塑性的芯轴以替代原来的内芯和气袋，简化工艺，而且能提高成品率。
申请人：陈锦松
地址：广东省东莞市黄江镇青龙路龙见田民营工业园
国籍：CN
代理机构：北京品源专利代理有限公司
代理人：胡彬
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碳纤维一体成型技术
碳纤维一体成型技术
碳纤维一体成型技术是一种新兴的复合材料加工技术，其主要特点是将碳纤维布料与浸渍树脂进行一体成型。
该技术具有高强度、高刚度、轻质化等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、运动器材等领域。
碳纤维一体成型技术的主要步骤包括：预压、热固化、成型和后处理等。
其中预压是指在压力下对碳纤维布料进行预处理，以获得更加紧密的结构；热固化是指在高温下对浸渍树脂进行固化，以形成更加坚固的结构；成型是指将碳纤维布料和浸渍树脂进行一体成型，以获得最终的产品形态；后处理是指对成型后的产品进行整形、裁剪、打磨等加工，以获得最终的产品。
碳纤维一体成型技术的应用范围广泛，可以用于制造航空器的机翼、机身、尾翼等部件，汽车的车身、车门、底盘等部件，以及运动器材的滑雪板、高尔夫球杆等。
随着技术的不断发展，碳纤维一体成型技术将会有更广阔的应用前景。
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碳纤维加工工艺——模压成型步骤介绍
碳纤维加工工艺——模压成型步骤介绍模压成型工艺进程包括：嵌件放置并预热、加料、合模、排气、保压固化、脱模、清理模具等步骤，接下来就给大伙儿详细介绍一下各个步骤。
一、嵌件放置嵌件一样由金属制成，可对制品起增强作用，利用嵌件的制品力学性能提高较大。
也有的是为了给制品给予导电、导热特性或其他功能特性而加入嵌体。
嵌件放置前，进行预热为佳。
一般是用手放置嵌件，放置位置要准确、稳固，假设是小型嵌件亦可用钳子或镊子安装。
一件制品能够用一个嵌件，也可放置几种不同的嵌件，其位置不得放错，不得歪斜，必然要使嵌件稳固，必要时应加以固定，避免位移或脱掉，不然达不到利用嵌件的目的，反而会造成制品的报废，乃至会损害模具。
二、加料加料量的精准度会直接阻碍制品的尺寸与密度，应严格加以定量，将物料均匀地加入型模槽中。
定量加料法有:重量法、计数法和容量法。
重量法准确但较麻烦，多用于尺寸要求精准和难以用容量法加料的物料，如碎屑状、纤维状物料。
容量法不如重量法准确，但操作方便，一样用于粉料计量。
计数法只用于预压物料加料。
注意事项:加料前，应第一检查型腔内是不是有油污、飞边、碎屑和其他异物。
将准确计量的物料，按型腔形状加入，对某些流动阻力大的部位应尽可能填满，并注意难以充模部位(如凸台、细小孔眼、狭缝及开口周围)，应多加些物料。
为了排气方便，最好将物料中间突起，并在嵌件周围预先放上物料并压紧，如此可减少料流对嵌件的冲击力，嵌件的插孔内也可不能发生“逃料”现象。
若是预先预压成制品形状加料更为方便。
3、合模合模分为两步，凸模未接触物料前，需低压(1.5一3.0MPa)快速，如此，能够缩短周期和幸免塑料发生转变，当凸模接触物料以后，应开始放慢闭模速度，改用高压(15-30MPa)慢速，以避免损坏嵌件、并使模内空气排出。
4、排气为了排除模内空气、水气及挥发物，在模具闭合后，有的还需要将模具开启一段时刻，那个进程称为排气。
排气操作应力求迅速，必然要在物料尚未塑化时完成。
碳纤维热压成型工艺流程
材料准备：准备好碳纤维布料、树脂基体以及其他辅助材料。碳纤维布料通常是预浸料（prepreg），即已经浸渍了树脂的碳纤维布。
布料叠层：根据产品的设计要求，将多层碳纤维布料按照规定的顺序和叠放方式进行叠层。在叠层过程中，需要注意碳纤维Biblioteka 方向和角度，以满足产品的力学性能需求。
热压模具准备：准备好热压模具，模具的形状和尺寸应与所需产品相匹配。模具表面应涂有释模剂，以便在成型完成后易于脱模。
预热：将叠层好的碳纤维布料放入热压模具中，然后将模具加热至设定温度。预热的目的是将树脂基体预浸料熔化并使其渗透到碳纤维中。
热压成型：在达到适当温度后，应用适度的压力将热压模具关闭，使碳纤维和树脂基体之间形成均匀的压力。这样可以确保树脂在热固化过程中充分浸润并与碳纤维紧密结合。
热固化：在一定的温度和时间条件下，树脂基体开始固化，形成坚固的复合材料结构。这个过程称为热固化，它使树脂具有了优异的力学性能。
冷却和脱模：在热固化结束后，冷却模具并打开模具，将成型好的碳纤维复合材料产品取出。冷却过程是为了确保复合材料的尺寸稳定性和结构完整性。
以上是一般的碳纤维热压成型工艺流程，具体的步骤和参数会根据不同的产品和工艺要求而有所变化。在整个流程中，温度、压力和时间是关键控制因素，需要根据材料和产品的要求进行精确的控制和调节。
碳纤维轴铺层角度
碳纤维轴铺层角度
碳纤维轴是一种由碳纤维复合材料制成的轴，具有重量轻、强度高等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
而碳纤维轴的铺层角度则是决定其性能的一个重要因素。
碳纤维轴的铺层角度指的是碳纤维在制作过程中相对于轴的纵向方向而言的角度。
不同的铺层角度会影响到碳纤维轴的强度、刚度和疲劳寿命等性能。
一般来说，碳纤维轴的铺层角度可以分为零度、四十五度和九十度三种类型。
零度铺层角度指的是碳纤维与轴平行铺设，这种铺层方式可以使得碳纤维轴具有更高的刚度和强度，适用于需要承受大扭矩和弯曲力的应用场景。
四十五度铺层角度指的是碳纤维与轴呈四十五度夹角铺设，这种铺层方式可以使得碳纤维轴具有更好的耐疲劳性能和吸能能力，适用于需要承受冲击载荷的应用场景。
九十度铺层角度指的是碳纤维与轴垂直铺设，这种铺层方式可以使得碳纤维轴具有更好的柔韧性和韧性，适用于需要承受弯曲载荷的应用场景。
在实际应用中，根据具体的需求和设计要求，可以选择不同的铺层角度来制作碳纤维轴。
同时，还可以通过调整不同层次的碳纤维铺层角度来实现更加复杂的性能要求。
碳纤维轴的铺层角度是决定其性能的一个重要因素，不同的铺层角
度可以使得碳纤维轴具有不同的力学性能。
在实际应用中，需要根据具体的需求和设计要求选择合适的铺层角度，以实现最佳的性能表现。
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材料的结构设计 1、增强材料的配置 2、树脂系统的选择 根据制品不同形状与使用性能采用不同的增强材料配置。 根据制品的使用要求进行设计。
3、碳纤维与基材的配比 根据性能要求确定纤维与树脂比率。 假定拉挤制品的直径为d，所要求达到的轴向弹性模量为E，采用T300 3K碳纤维纱则 可按如下方法计算制品的含胶量以及所需碳纤维股数。
σ c = σ b2 + 4τ T2 =
T M + 4 W ≤ [σ −1b ] W T
2 2
该式修正后为
σc
重要的轴类零件
Mc = = W
M
2
+ (α T ) ≤ [σ −1b ] W
2
对于重要的轴类零件除了按以上进行计算外，还要进行安全系数校核以及弯曲和扭 转刚度的计算。
目前模具的类型有很多，像铝合金模具、机械加工合金钢和镍铸模具的热膨胀系数 （CTE）大，不适合制造CTE底的碳纤维复合材料制品；而铁-镍系电铸模具CTE底可 用来制造与其（CTE）相近的形状复杂的CFPR，且热性能较好，但模具重量大，升温 性能差。此外还有整体石墨模具和湿法层普复合材料模具个项性能都比较好，可用 来制造CFPR制品。 •成型压力的计算 在模压成型工艺中，成型压力的大小决定于模料的品种和制品的结构复杂程度。成 型压力是选择压机吨位的依据。根据制品选取的单位压力，可按下列公式计算所需 的压机表压：
纤维缠绕成型的特点就是制品比强度高，避免了布纹交织点与短切纤维末端的应力 集中，可使产品实现等强度结构。但是纤维缠绕制品开孔周围的应力集中程度高， 在缠绕过程中纤维的张力要控制适度，以免造成纤维的初始应力不匀，内外松紧不 等，影响制品强度。并且制品形状有局限性。 缠绕工艺参数 •纤维的烘干和热处理 •碳纤维浸胶含量分布 •缠绕张力 通常在60~80℃烘干24小时即可。 根据制品的具体要求决定含胶量。
纤维缠绕成型是在控制纤维张力和 预定线型的条件下，将连续的纤维粗 纱或布带浸渍树脂胶液、连续的缠绕 在相应于制品内腔尺寸的芯模或内衬 上，然后在室温或加热条件下使之固 化制成一定形状制品的方法。可分为 湿法缠绕和干法缠绕两大类型。缠绕 图案根据制品性能的要求进行设计和 缠绕。 缠绕成型得到的制品多为中空的，可用来成型轴类零件中 的传动轴，并且缠绕成型能够减小碳纤维材料的各向异性。
成型加工
成品 • 成型三要素 碳纤维树脂基复合材料的成型基本上可分为以下三个要素：① 赋形；② 浸渍； ③ 固化。这三个要素相互影响，通过对其有机的调整与组合，可经济地成型复合 材料。
• 成型工艺的选择 对应制品的性能、产量、价格的原材料及三要素的组合，制作碳纤维轴类零件有 各式各样的成型方法。
缠绕成型
四、轴类零件的力学性能校核
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭 矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径。按其轴线形状分为直轴 和曲轴，根据承载情况直轴又可分为转轴、心轴和传动轴。不同的轴类零件应用于 不同德场合，对其的强度计算方法也不尽相同。 只受转矩和受弯矩不大又不重要的轴类零件(如传动轴) 对于这类轴类零件其强度条件为
T 9.55 × 16 × 10 6 P τT = = ≤ [τ T ] 3 WT πd
由此计算出的轴径一般作为最小处的直径。如果在该处有键槽，则应考虑它削弱轴 的强度。若有一个键槽，d值应增大5%；有两个键槽应增大10%。
同时受弯矩和转矩作用的轴类零件（如转轴） 对于同时受到弯矩和转矩作用的轴类零件，可针对某些危险截面进行强度计算。一 般先按第一种方法进行估算，然后按弯矩和转矩的合成强度进行校核计算，根据第 三强度理论，其强度条件为
n = 4, K = 1; n = 4, K = 2; n = 4, K = 3; n = 4, K = 4;
（2）由公式①求得相应的5个速比
i = 1+
（3）由公式②求出各自的di值
K n
①
di =
Lc R x −
K πDRY n K 2 R x + πD n
②
（4）缠绕角的计算
α = tg −1
纤维缠绕图案示意图
•缠绕规律的设计 1. 选择缠绕规律的要求：缠绕角 α 要与测地线缠绕 纤维缠绕示意图 角相近，以便更好地发挥碳纤维的强度；为避免极 孔附近纤维的架空，影响头部强度，所选缠绕规律在封头孔处的相切次数不宜过 多。；头部包角 β 应接近于180℃，否则会使纤维在头部引起打滑。 2. 选择缠绕规律的步骤：（1） 一般情况下，把筒身圆周分为4等分，即取n=4,若 分别取K=1、2、3、4，则缠绕规律便有4种类型：
P表 =
•装料量的估算
p单 f 制品 P最大 T压机
× 1000
一般是先进行粗略估算，然后经几次试压后再找出准确的加料量。加料量的计算一 般是用该模压料制品的相对密度乘上制品的体积，再加上3%~5%的挥发消耗。
SMC成型模具示意图
采用模压成型工艺制造碳纤维轴类零件的特点是生产效率高；制品尺寸精确，表面 光洁；易实现机械化合自动化且可以一次成型，无需有损碳纤维零件的二次加工。 但是也存在一些缺点，如压机、压模的设计与制造较复杂，初次投资高，制品尺寸 受设备限制，一般只适于制造中、小型制品。 除了以上介绍的三种方法外，还有其他一些成型方法，比如注射成型、树脂转移模 塑成型等。
K πD n Lc − 2d i
③
（5）头部包角的计算
β = 180 o −
3. 确定缠绕规律及其他
2d i K × 360 o ⋅ n Lc − 2d i
④
经以上计算，将上述4种线型算出的相应缠绕参数列表再按照缠绕规律的选择原则 4 结合实际进行分析比较得到一种比较合理的缠绕规律。然后根据求出的速比i值，考 虑缠绕过程中必须的错纱，为缠绕设计提供依据。最后根据产品要求，原材料性能 求出环向和纵向缠绕层数和强度计算。
大量的设计数据 与环氧树脂相似的工艺 湿热性能数据缺乏
需高温、高压成型 优异的热氧化稳定性 树脂成本高、设计经验缺乏
优异的抗热应力能力 可灵活设计结构 可在1700℃以下的环境
三、成型技术
碳纤维复合材料的成型方法有多种，应根据碳纤维复合材料的基体材料类型、成型 构件的结构来选择合适的成型工艺。针对轴类零件并采用碳纤维增强树脂基复合材 料可由多种成型方法得到。像模压成型、注射成型（对模成型）；真空袋成型（接 触成型）以及其他的一些重要成型法如纤维缠绕成型、拉挤成型等。 • 基本的成型加工过程示意图 原材料 加热、加压 浸渍 固化 二次加工
5.1 6 6.4 10 10 ——
—— —— 6.12 —— —— ——
东丽 三菱人造丝 Azko BP Amoco 日本三菱化学 Hitco
在设计轴类零件时应当考虑到碳纤维的各向异性，其沿纤维方向的强度 要远大于垂直于纤维方向。
碳纤维的热性能
•热导率 碳纤维不仅密度小，而且热导率高，有些比金属还要高出很多。 •热膨胀系数 不论是PAN基碳纤维还是沥青基碳纤维，它们的热膨胀系数都远小于金属材 料。一些碳纤维的热膨胀系数甚至为负，当与热膨胀系数为正的基体材料 组成复合材料时，可以大大的降低因热膨胀带来的成型误差。 •碳纤维的热氧化 碳纤维的石墨化程度越高，抗氧化性能越好。碳纤维在空气中的安全使用 温度应该在300℃以下；在惰性介质中的温度可以达到2000℃，且拉伸强度 不下降，这是任何材料都无法比拟的。
与制品的强度和疲劳性能有密切的关系，过小制品强度偏低，过大则 纤维磨损大。需根据具体情况选择合适的缠绕张力。
•缠绕速度 •固化制度 •环境温度
通常指纱线速度，应控制在一定范围，切速度均匀。 由树脂系统决定。 保证胶纱在制件上进一步浸渍，可用红外线灯加热制品表面。
成型后还要对制品进行质量检验和控制，通过外观检查、固化度和衬里微孔的检查。 最后进行二次加工得到最后需要的碳纤维轴类零件。
表2.1
使用温度 <130℃ 130~230℃
不同基体复合材料的使用温度
>230℃ <1700℃
环氧树脂复合材料 3501 8552 PI500
BMI树脂复合材料 5250 5260 V378A
聚酰亚胺复合材料 PMR-15 LP-15 V-CAP-75
碳/碳复合材料
大量的设计数据 成型工艺好 在130℃下长期使用
二、碳纤维复合材料（CFPR） 碳纤维复合材料（CFPR）
碳纤维因其优异的性能应用于各个领域，但是它的制造成本较高，将碳纤 维作为增强材料添加到不同的基体当中，让它们彼此取长补短，于是有了 一系列的碳纤维复合材料。这些碳纤维复合材料依然具有高的比强度和比 模量，并且有着良好的耐磨性、耐疲劳、抗氧化性和良好的摩擦性能。可 用来制造薄而刚、轻而强的构件。 碳纤维复合材料主要有碳纤维增强树脂基复合材料、碳纤维增强碳基复合 材料、碳纤维增强金属基复合材料、碳纤维增强陶瓷基复合材料等。因为 基体材料的不同，不同基体的碳纤维复合材料有着各自的使用温度。
碳纤维轴类零件成型技术
由NordriDesign提供
一、碳纤维的性质
碳纤维的力学性能
碳纤维材料最主要的2个物理特性就是：高比强、高比模。而且耐疲劳，故可 以用来制造强而硬、刚而薄的构件，随着科学的进步和技术的发展，以及市场的 需求，使得碳纤维材料得到了广泛的应用。
⑦
由③式可求得每米碳纤维含量，再根据④式即可算出碳纤维股数。
wt Z= wi
⑧
采用拉挤成型碳纤维轴类零件的优点是生产成本低，连续性的制程，生产效率高， 树脂可直接含浸。但是制品的剪力强度差。
模压成型
模压成型(又称压制成型或压缩成型)是先将粉状,粒状或纤维状的塑料放入成型温 度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化的作业 。目前国际上使用最广 泛的就是SMC（片状模塑料）模压成型。
拉挤成型